Альфа-бунгаротоксин

Альфа-бунгаротоксин — это белковый нейротоксин, который вырабатывается в ядовитых железах змеи Bungarus multicinctus. α-Бунгаротоксин специфически связывается с никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами (nAchR) на постсинаптических мембранах скелетных мышц, тем самым блокируя нейро-мышечную передачу. При более высокой дозе (4.2 µM) блокирует внеклеточное увеличение дофамина, вызванное действием никотина^[1]^[2].

α-Бунгаротоксин относится к группе длинных токсинов большого семейства трёх-петлевых (трех-пальцевых) токсинов (ТПТ, 3FT, TFT). ТПТ являются основными полипептидными компонентами ядов змей из семейства Elapidae. Первый ТПТ, α-бунгаротоксин, был выделен почти полвека назад, и до сих пор он остается ценным инструментом в изучении никотиновых ацетилхолиновых рецепторов^[3].

Открытие Править

Первыми выделили и очистили α-бунгаротоксин Чан Ц. (Chang C.C.) и Ли Ц. (Lee C.Y.) в 1963 году. Для того, чтобы очистить яд, Чан и Ли использовали электрофорез в крахмальном геле. Были получены белковые фракции. На основе скорости их движения в крахмальном геле в дальнейшем они были названы α-, β- и κ-бунгаротоксины^[4].

Структура Править

Ленточная диаграмма пространственной структуры α-бунгаротоксина, установленной с помощью метода рентгеноструктурного анализа (PDB ID 4HQPJ).^[5]

Длина полипептидной цепи α-бунгаротоксина составляет 74 аминокислотных остатка, причем известны две изоформы, различающиеся остатком в 31 положении последовательности (аланин или валин). Пространственная структура α-бунгаротоксина стабилизирована пятью дисульфидными мостиками, характеризуется наличием трех β-структурированных петель и напоминает ладонь с тремя пальцами^[6]. Две β-шпильки формируют I и II пальцы токсина. Антипараллельная β-нить в пальце I состоит из остатков 2-5 и 12-16, которые, в свою очередь, не наблюдаются у других членов семейства, за исключением нейротоксина. Две цепи соединены с помощью β-остатков петли (остатки 6-11). Антипараллельный β-стренд второй β-шпильки состоит из остатков 22-27 и 40-45. Вторая β-шпилька содержит остатки 29-38 и образует два β-изгиба (остатки 30-33 и 33-37). Этот цикл стабилизирует пятый дисульфидный мостик (остатки 29-33). Третья цепь содержит остатки 57-60 пальца III. Два антипараллельных β-стренда пальца II образуют трех-слойный антипараллельный β-лист, который содержится во всех нейротоксинах семейства и составляет ядро молекулы. На кончике пальца III и на С-конце находятся два β-изгиба^[7].

Примечания Править

↑ «Only snake curaremimetic toxins with a fifth disulfide bond have high affinity for the neuronal alpha7 nicotinic receptor.» Servent D., Winckler-Dietrich V., Hu H.-Y., Kessler P., Drevet P., Bertrand D., Menez A. J. Biol. Chem. 272:24279-24286(1997)
↑ «Effects of alpha-erabutoxin, alpha-bungarotoxin, alpha-cobratoxin and fasciculin on the nicotine-evoked release of dopamine in the rat striatum in vivo.» Dajas-Bailador F., Costa G., Dajas F., Emmett S. Neurochem. Int. 33:307-312(1998)
↑ Chang, L. Sen, Lin, S. K., Huang, H. Bin, & Hsiao, M. (1999). Genetic organization of alpha-bungarotoxins from Bungarus multicinctus (Taiwan banded krait): Evidence showing that the production of alpha-bungarotoxin isotoxins is not derived from edited mRNAs. Nucleic Acids Research, 27(20), 3970-3975. http://doi.org/10.1093/nar/27.20.3970
↑ Arch Int Pharmacodyn Ther. 1963 Jul 1;144:241-57. ISOLATION OF NEUROTOXINS FROM THE VENOM OF BUNGARUS MULTICINCTUS AND THEIR MODES OF NEUROMUSCULAR BLOCKING ACTION. CHANG CC, LEE CY.
↑ Li, S.X., Cheng, K., Gomoto, R., Bren, N., Huang, S., Sine, S., Chen, L. Structural principles for Alpha-neurotoxin binding to and selectivity among nicotinic receptors. (In press)
↑ Табакмахер, В. М., Козлов, С. А., Андреев, Я. А., Мурашев, А. Н., Скобцов, Д. И., Дьяченко, И. А., & Гришин, Е. В. (2006). Новые полипептидные компоненты с анальгетической активностью из морской анемоны Heteractis crispa. Биоорган. Химия, 35(6), 789—798.
↑ Scherf, T., Balass, M., Fuchs, S., Katchalski-Katzir, E., & Anglister, J. (1997). Three-dimensional solution structure of the complex of alpha-bungarotoxin with a library-derived peptide. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 94(June), 6059-6064. http://doi.org/10.1073/pnas.94.12.6059

[1] «Only snake curaremimetic toxins with a fifth disulfide bond have high affinity for the neuronal alpha7 nicotinic receptor.» Servent D., Winckler-Dietrich V., Hu H.-Y., Kessler P., Drevet P., Bertrand D., Menez A. J. Biol. Chem. 272:24279-24286(1997)

[2] «Effects of alpha-erabutoxin, alpha-bungarotoxin, alpha-cobratoxin and fasciculin on the nicotine-evoked release of dopamine in the rat striatum in vivo.» Dajas-Bailador F., Costa G., Dajas F., Emmett S. Neurochem. Int. 33:307-312(1998)

[3] Chang, L. Sen, Lin, S. K., Huang, H. Bin, & Hsiao, M. (1999). Genetic organization of alpha-bungarotoxins from Bungarus multicinctus (Taiwan banded krait): Evidence showing that the production of alpha-bungarotoxin isotoxins is not derived from edited mRNAs. Nucleic Acids Research, 27(20), 3970-3975. http://doi.org/10.1093/nar/27.20.3970

[4] Arch Int Pharmacodyn Ther. 1963 Jul 1;144:241-57. ISOLATION OF NEUROTOXINS FROM THE VENOM OF BUNGARUS MULTICINCTUS AND THEIR MODES OF NEUROMUSCULAR BLOCKING ACTION. CHANG CC, LEE CY.

[5] Li, S.X., Cheng, K., Gomoto, R., Bren, N., Huang, S., Sine, S., Chen, L. Structural principles for Alpha-neurotoxin binding to and selectivity among nicotinic receptors. (In press)

[6] Табакмахер, В. М., Козлов, С. А., Андреев, Я. А., Мурашев, А. Н., Скобцов, Д. И., Дьяченко, И. А., & Гришин, Е. В. (2006). Новые полипептидные компоненты с анальгетической активностью из морской анемоны Heteractis crispa. Биоорган. Химия, 35(6), 789—798.

[7] Scherf, T., Balass, M., Fuchs, S., Katchalski-Katzir, E., & Anglister, J. (1997). Three-dimensional solution structure of the complex of alpha-bungarotoxin with a library-derived peptide. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 94(June), 6059-6064. http://doi.org/10.1073/pnas.94.12.6059

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]